油品罐区工程安全条件论证

＊杨 娟（山东齐信安全评价有限公司 山东 255000）

油品罐区工程安全条件论证

＊杨 娟（山东齐信安全评价有限公司 山东 255000）

安全风险是大型油库建成投用运行中存在的主要风险。本论文主要研究油品罐区工程建成后存在的安全风险。分析了原油储运过程中发生安全事故的危险性和危险因素，主要工艺过程和设备存在的危险有害因素。论证了项目建成后安全风险，进一步在建设工艺和设备、储存过程配套和辅助工程等方面提出设计和投用后的安全对策措施。

油品；罐区；安全；风险

油品罐区工程项目为新建项目，该项目拟建在山东省青岛市某港区，主要设备有28座储罐，主要储存燃料油、原油和重柴油，其中10×104m3的外浮顶储罐24座储存原油或燃料油，5×104m3的外浮顶储罐2座、2×104m3的外浮顶储罐1座、1×104m3的外浮顶储罐1座储存重柴油。本工程的油品运输主要分为船运、汽车运输及火车运输。

为了研究油品罐区工程建成后安全风险，提出设计和投用后的安全对策措施，需要进行安全条件论证。

1.油品库区基本情况

本项目采用的储罐为钢制焊接外浮顶油罐，双盘浮顶结构。为了使油罐内油品加热均匀，每台油罐设置环流搅拌器，在油品加热时运行。采用大排量、低扬程的高效离心泵作为油品输送泵。采用导电聚合物柔性阳极对罐底进行保护。由控制系统发出指令，顺序自动启、停泵，实现工艺流程的自动切换、联锁保护，以及装船、外输中转任务。

该项目主要为28座储罐及辅助设施，库区为长方形设置，南北长东西短。辅助区在库区的南侧，汽车装卸区在库区的西北角，其余的为储罐区。该项目所在地常风向为NW向，频率11．2%，次常风向为NNW向，频率8．52%。辅助区布置在全年最大风频的上风向。

罐区共分5个罐组，其中4个罐组是分别由6座10×104m3外浮顶油罐组成，用于储存原油及燃料油等油品，布置在罐区的北部；另1个罐组由2座5×104m3外浮顶油罐、1座2×104m3外浮顶油罐、1座1×104m3外浮顶油罐组成，用于储存柴油，布置在罐区的东南角。

库区设置2个物流、1个人流出入口，分别设置在库区的北部、西侧和南部。库区南部主要为人流出入口，北部和西侧主要为物流出入口。

2.主要危险、有害性分析

(1)工艺过程危险、有害因素分析

油库的工艺过程包括卸船、装车、装船、倒罐等。根据对油库事故的调查和统计，泄漏跑油和火灾爆炸是油库的主要风险，其中泄漏跑油发生频率较高，而火灾、爆炸造成的事故损失较大，由于重质原油轻组分含量较燃料油多，其渗透性更好，发生泄漏的危险性较燃料油高。

装、卸船、倒罐操作时处于付油或收油过程，如果油罐液位控制不好、仪表失灵或发生误操作都存在发生冒顶跑油事故的危险。

在付油操作浮盘落地时，一般要求浮盘下降速度控制在1m/h，如果付油速度过快，存在吸瘪浮盘下的危险；在收油阶段，浮盘上升速度如果大于1m/h，原油或油沫会经呼吸阀喷出，严重时甚至淹没浮盘造成浮盘“沉没”，由于重质原油粘度大，存在堵塞呼吸阀的危险。

收油操作中管线入口线速如果大于4．5m/s，油流会强烈冲击浮船，导致浮船偏转，严重时会造成浮盘“沉没”，同时，高速油流因摩擦会产生大量静电，静电累积得不到释放会引发静电放电，存在火灾爆炸的危险。

汽车装车过程中要频繁开关阀门，易发生误操作和跑油事故，装油时司机在车顶作业，存在高处坠落的危险，特别是外来车辆司机和押运人员混杂，其安全意识普遍不高，安全管理难度较大，存在将烟火、手机带入装车栈桥或者入场车辆防火帽不合格的现象，使装车过程中发生火灾爆炸的危险性增大。重质原油的闪电较低，装车时危险性比燃料油大。

储罐在加热过程中如果发生油品超温会引起油品突沸，严重时可造成冒罐甚至油罐撕裂跑油事故。

(2)主要设备、系统危险性分析

储罐危险性分析：

储罐是油库的主要设备，使用过程中存在以下危险因素：

①储罐吸瘪：油罐的呼吸阀失灵或呼吸管路堵塞等造成罐内真空度过大会引起储罐吸瘪，吸瘪事故通常发生在储罐验收、发油、空罐闲置和气温骤降等时候，轻则引起储罐的变形，重则引起油罐严重凹瘪，不能继续使用。

②油罐渗漏：储罐渗漏不但造成油品损失，而且油品渗漏到油罐外壁防腐层和罐底沥青砂垫层后，不利于储罐防腐，影响油罐的寿命。渗漏的形式主要有裂纹、砂眼和腐蚀穿孔。

A．裂纹通常出现在罐体下圈板竖、平焊缝的焊接接头和罐底弓形边缘板上。裂纹不仅破坏储罐的严密性，而且裂纹扩张会引起油罐的破坏。产生裂纹的原因有焊接热应力、应力集中、焊接缺陷、储罐基础不均匀沉降、收发油速度过快引起储罐超压或真空度过大等。B．砂眼一般由于钢板质量不合格、焊接时用潮湿焊条或焊接技术不高以至焊缝产生气泡而形成。C．储罐腐蚀有三种形式：介质腐蚀、大气腐蚀和土壤腐蚀。

介质腐蚀发生在与储存介质或储存介质蒸发后蒸汽直接接触的金属表面。油库储存的重质原油含硫4．97%wt（比燃料油高），为高硫油品，加之油品中含水，电化学腐蚀问题较燃料油严重，由于储存油品中的水会逐渐沉降到罐底，沉降过程中会富集油中的硫化物和盐类，使沉降到罐底的水呈弱酸性，造成罐底酸性腐蚀、电化学腐蚀较罐体其他部位严重，因此罐底出现腐蚀穿孔的机会较多。大气腐蚀发生在置于大气环境中的金属表面，如罐外壁、罐顶外表面等。青岛地区属海洋气候，空气湿度大、含盐量高，盐雾聚集在金属表面会形成一层导电性良好的薄液膜，对设备产生腐蚀。

③．浮顶 “沉没”事故

除上述破坏形式外，浮顶罐还存在浮盘“沉没”的危险，造成沉没的原因有以下几个方面：

A．操作问题：在操作时进油高度超高，浮盘超过高液位运行会顶住消防泡沫发生器、直梯等器件造成卡盘。继续进油，油品会从密封胶带与罐壁间隙以及浮盘上的自动呼吸阀溢流到浮盘上，使之下沉，造成“沉没”。储罐收油时，如果收油速度过快，油料进罐时形成涡流，会对浮盘产生强烈的冲击，使之扭转，严重的可使浮盘和导向管变形或损伤，长期下去可导致卡盘、“沉没”事故。B．浮顶罐排水装置不完善，在暴风雨时浮盘上的雨水不能及时排出，积水达到一定高度会引起沉没事故。

④火灾爆炸、中毒窒息事故

A．在需要进入油罐等设备内进行检查、维修、清理时，如果不按安全作业规程要求办理设备内安全作业票证，不采取隔离、清洗、置换，不采取通风、检测等安全措施，致使设备内氧气含量不足18%，或毒害气体浓度超标、氧气含量不足，会发生中毒、窒息事故。B．在油罐清理和动火时，如果不按安全作业规程要求办理设备内安全作业票证，不置换或置换不净时，容易发生火灾爆炸事故。

⑤加热器危险性分析

油库内的储罐均设置了盘管加热器对油品进行加热，加热器在使用过程中由于温度变化会引起盘管胀缩，使管线的法兰、接头以及通过罐壁焊缝处发生泄漏。蒸汽如果大量泄漏到储罐中轻则影响油品质量，重则造成油品超温引起突沸；停汽后原油会经漏点进入蒸汽管线中，威胁供热系统的安全运行。

3.安全条件论证

油库位于沿海地区，可能对油库构成危害的自然因素有：地震、风暴潮、雷暴、海洋大气腐蚀、地下水对钢筋混凝土腐蚀等。

(1)地震：港区地区地震基本烈度为7度，地震是一种破坏力极强的自然灾害，发生强震时会造成供电、供水、交通中断。在地震时若发生油品泄漏着火事故，在水、电、交通中断的情况下将很难进行火灾处理。

(2)风暴潮：风暴潮是一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位(油库内场地设计地坪高程7．5m，油罐基础顶面设计标高高出所处地坪设计标高1．2m。)，可引起海水倒灌，由于海水浸泡会造成通信、交通、电力等中断，设备锈蚀、损坏，造成继发性次生灾害。

(3)雷暴：油库所在地年平均雷暴日20．7d。油库是易燃易爆场所，一旦遭受雷击，可能引起火灾、爆炸事故。雷电瞬间放电电压可高达上亿伏，冲击电流高达几万甚至几十万安培，放电温度可高达20000℃。如果储罐防雷接地不良，在遭受感应雷时会发生火花放电，从而引起火灾、爆炸事故。

(4)海洋大气腐蚀：青岛地区属海洋气候，空气湿度大、含盐量高，盐雾聚集在金属表面会形成一层导电性良好的薄液膜，对设备产生比较严重的腐蚀。

潮湿的海洋大气对裸露的电子设备金属表面具有很强的腐蚀性，会使电子元器件绝缘降低甚至短路，导致设备故障。

4.安全对策与建议

(1)为防止罐区、各油池、事故池等处的原油渗漏，应采取高密度聚乙烯土工膜为防渗层进行防渗处理。

(2)大型储罐应设置一次密封和二次密封，应尽可能减小一次密封和二次密封之间的油气空间。一次密封宜采用软密封。

(3)储罐主要进出口管道，应采用挠性或柔性连接方式，并应满足地基沉降和抗震要求。

(4)大型储罐物料进出口管道靠近罐根处应设一个总切断阀，应便于开启。每根储罐物料进出管道上还应设一个操作阀。

(5)大型储罐放水管应设双阀；中央排水管出口应安装钢闸阀。

(6)防爆区域内的电气设备应根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》要求选用防爆型电气设备，不可使用非防爆电气，建议防爆电气选型选用ExdⅡBT4。配电室应由专人负责，且必须加强防鼠板以及防小动物进入设施的管理。

(7)设计时电气线路与设备热力管线要保持一定的安全距离，防止热力管线损坏电气线路，引发事故。

5.结束语

大型油库一旦发生事故，难于施救，后果严重，因此必须针对人为的和自然环境的风险采取严格的控制措施，才能杜绝严重事故的发生。

[1]张海峰．危险化学品安全技术全书第2版[M]．北京:化学工业出版社,2008年．

[2]俞志明．新编危险物品安全手册[M]．北京:化学工业出版社,2000年．

杨娟（1977～），女，山东齐信安全评价有限公司，研究方向：化工安全。

(责任编辑宋小蒙）

Discussion of the Engineering Safety Condition in Oil Tanker Area

Yang Juan
（Shandong QiXin Safety Assessment co., LTD, Shandong, 255000）

Safety risk is the main risk in the oil putting-in-service of large-scale of finished oil stock. This paper mainly studies the security risks after the completion of the oil tank project and analyzes the danger and risk factors of safety accidents occurred in the process of oil storage and transportation, besides, also discusses the main process and existing danger and harmful factors for equipment. Furthermore, it demonstrates the risk after the completion of project and puts forward the safety countermeasures of design and putting-in-service in the aspects of construction process and equipment, supporting equipment for storage process and auxiliary engineering etc.

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